專利名稱：射頻高功率同軸傳輸線密封水冷結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及離子回旋波加熱系統(tǒng)射頻功率傳輸領域，具體是射頻高功率同軸傳輸線密封水冷結構。
技術背景 在托克馬克熱核聚變裝置中，離子回旋波加熱系統(tǒng)主要用于提供高功率射頻波能量,并通過同軸傳輸線和阻抗匹配網(wǎng)絡，由射頻加熱天線將射頻功率傳輸給真空室中的等離子體，以達到加熱等離子體或驅動等離子體電流的目的，以獲得高參數(shù)穩(wěn)態(tài)等離子體；其總功率水平高達幾兆瓦至數(shù)十兆瓦，工作頻率為10-200MHZ，根據(jù)系統(tǒng)總功率的不同，功率傳輸一般需要幾路或十幾路同軸傳輸線，每路傳輸線需傳輸?shù)纳漕l功率約為I. 5兆瓦高達兆瓦量級其功率水平高達兆瓦量級。由于射頻加熱系統(tǒng)距離托克馬克裝置較遠，傳輸線長度通常約需幾十米至一百多米，一般由長度為兩米左右的同軸線連接而成；為減少射頻功率在傳輸中的損耗，同軸傳輸線的內(nèi)導體材料為紫銅，外導體材料為紫銅或鋁。由于導體表面電阻的存在，同軸傳輸線在傳輸功率的過程中會產(chǎn)生射頻損耗，傳輸I. 5兆瓦的射頻功率，傳輸線每米會產(chǎn)生約200瓦的歐姆損耗，特別是在射頻系統(tǒng)在連續(xù)波運行時，在確保傳輸兆瓦級射頻高功率的同時，必須考慮傳輸線的散熱問題。在EAST裝置離子回旋波功率傳輸系統(tǒng)中，傳輸線內(nèi)導體采用水冷，外導體自然冷卻。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提出一種既能傳輸兆瓦級的射頻功率，又具有良好密封和冷卻散熱的射頻高功率同軸結構。為達到上述目的，本實用新型所采用的技術方案為射頻高功率同軸傳輸線密封水冷結構，其特征在于包括有圓管狀的外導體和內(nèi)導體，所述的內(nèi)導體在外導體內(nèi)部，所述的內(nèi)導體的兩端分別焊接有內(nèi)導體連接法蘭，外導體的兩端分別焊接有外導體母法蘭和外導體公法蘭，外導體母法蘭和外導體公法蘭分別通過螺釘與外導體過渡段的公法蘭、法蘭連接，所述的內(nèi)導體的兩端與外導體之間分別裝有聚四氟絕緣支撐法蘭盤；導體公插頭、內(nèi)導體母插頭分別穿過聚四氟絕緣支撐法蘭盤中心孔與內(nèi)導體通過螺栓連接緊固，所述的內(nèi)導體公插頭內(nèi)導體插入母插頭。所述的內(nèi)導體連接法蘭上設有環(huán)形凹槽，環(huán)形凹槽中放置有O型橡膠密封圈。所述的內(nèi)導體公插頭上設有一個環(huán)形凹槽和一個環(huán)形燕尾槽，環(huán)形凹槽位于內(nèi)導體公插頭的細端，環(huán)形燕尾槽位于內(nèi)導體公插頭的粗端，環(huán)形凹槽中放置有O型橡膠密封圈，燕尾槽中裝配有鈹青銅簧片，O形密封圈用于密封內(nèi)導體內(nèi)部冷卻水，防止冷卻水從內(nèi)導體內(nèi)泄漏；鈹青銅簧片用于提供與母插頭之間良好的電接觸。所述的外導體公法蘭上設有環(huán)形凸臺，外導體母法蘭上設有環(huán)形凹槽，外導體公法蘭上環(huán)形凸臺與外導體母法蘭的環(huán)形凹槽之間放置O型密封圈。所述的聚四氟支撐法蘭包括有一個中心通孔和四個通氣圓孔，中心通孔用于固定內(nèi)導體，四個的通氣圓孔均勻分布，在聚四氟支撐法蘭的兩個端面分別具有環(huán)形凹槽，用于增加絕緣強度。所述的外導體、外導體公法蘭、外導體母法蘭、外導體過渡段的材料為鋁，內(nèi)導體的材料為紫銅，內(nèi)導體連接法蘭以及內(nèi)導體公、母插頭材料為H62黃銅，其中內(nèi)導體公、母插頭表面鍍銀處理，所述的外導體和外導體公法蘭、外導體母法蘭通過鋁焊焊接，所述的內(nèi)導體和內(nèi)導體連接法蘭通過銀銅焊焊接。本實用新型的優(yōu)點是 本實用新型適用于大功率射頻波連續(xù)傳輸，它具有能夠傳輸大功率射頻波的能力和密封散熱功能，同時該結構簡單，方便安裝實施等優(yōu)點，已應用到大型超導托卡馬克核聚變實驗裝置EAST射頻加熱系統(tǒng)中，起到很好的射頻波傳輸和散熱效果。

圖I為本實用新型的結構示意圖。圖2為圖I中細節(jié)A的放大圖。
具體實施方式
如圖I所示，射頻高功率同軸傳輸線密封水冷結構，包括有外導體I、外導體過渡段2、內(nèi)導體3、內(nèi)導體母插頭4和5、內(nèi)導體公插頭6、聚四氟乙烯絕緣支撐法蘭盤7和8、內(nèi)導體O型密封圈9和10、外導體O型密封圈11和12、以及鈹青銅黃片17 ;外導體I兩端分別焊接外導體母法蘭13和公法蘭14，O型密封圈11安裝在母法蘭13的環(huán)形凹槽內(nèi)，夕卜導體母、公法蘭13、14通過螺栓分別與外導體過渡段2連接；內(nèi)導體3兩端分別焊接有內(nèi)導體連接法蘭15和16，O型密封圈9和10分別放置在內(nèi)導體連接法蘭14和15的環(huán)形凹槽內(nèi)；內(nèi)導體母插頭5、公插頭6分別穿過聚四氟支撐法蘭盤7和8與內(nèi)導體兩端的內(nèi)導體連接法蘭15、16螺栓連接；內(nèi)導體公插頭5的環(huán)形燕尾槽上裝有鈹青銅黃片17，環(huán)形凹槽處安裝有O型密封圈18。聚四氟乙烯絕緣支撐法蘭盤7和8分別放置在外導體法蘭與外導體過渡段法蘭之間；組裝傳輸線時內(nèi)導體公插頭插入內(nèi)導體母插頭之中。
權利要求1.一種射頻高功率同軸傳輸線密封水冷結構，其特征在于包括有圓管狀的外導體和內(nèi)導體，所述的內(nèi)導體在外導體內(nèi)部，所述的內(nèi)導體的兩端分別焊接有內(nèi)導體連接法蘭，夕卜導體的兩端分別焊接有外導體母法蘭和外導體公法蘭，外導體母法蘭和外導體公法蘭分別通過螺釘與外導體過渡段的公法蘭、母法蘭連接，所述的內(nèi)導體的兩端與外導體之間分別裝有聚四氟乙烯絕緣支撐法蘭盤，內(nèi)導體公插頭、內(nèi)導體母插頭分別穿過聚四氟絕緣支撐法蘭的中心孔與內(nèi)導體通過螺栓連接，所述的內(nèi)導體公插頭插入內(nèi)導體母插頭，外導體母法蘭和外導體公法蘭螺栓連接。
2.根據(jù)權利要求書I所述的射頻高功率同軸傳輸線密封水冷結構，其特征在于所述的內(nèi)導體連接法蘭上設有環(huán)形凹槽，環(huán)形凹槽中放置有O型橡膠密封圈。
3.根據(jù)權利要求書I所述的射頻高功率同軸傳輸線密封水冷結構，其特征在于所述的內(nèi)導體公插頭上設有一個環(huán)形凹槽和一個環(huán)形燕尾槽，環(huán)形凹槽位于內(nèi)導體公插頭的細端，環(huán)形燕尾槽位于內(nèi)導體公插頭的粗端，環(huán)形凹槽中放置有O型橡膠密封圈，燕尾槽中裝配有鈹青銅簧片。
4.根據(jù)權利要求書I所述的射頻高功率同軸傳輸線密封水冷結構，其特征在于所述的聚四氟支撐法蘭盤包括有一個中心通孔和四個通氣圓孔，中心通孔用于固定內(nèi)導體，四個的通氣圓孔均勻分布，在聚四氟支撐法蘭的兩個端面分別具有環(huán)形凹槽。
5.根據(jù)權利要求書I所述的射頻高功率同軸傳輸線密封水冷結構，其特征在于所述的外導體公法蘭上設有環(huán)形凸臺，外導體母法蘭上設有環(huán)形凹槽，外導體公法蘭上環(huán)形凸臺與外導體母法蘭的環(huán)形凹槽之間放置O型密封圈。
6.根據(jù)權利要求書I所述的射頻高功率同軸傳輸線密封水冷結構，其特征在于所述的外導體、外導體公法蘭、外導體母法蘭、外導體過渡段的材料為鋁，內(nèi)導體的材料為紫銅，內(nèi)導體連接法蘭以及內(nèi)導體公、母插頭材料為H62黃銅，其中內(nèi)導體公、母插頭表面鍍銀處理，所述的外導體和外導體公法蘭、外導體母法蘭通過鋁焊焊接，所述的內(nèi)導體和內(nèi)導體連接法蘭通過銀銅焊焊接。
專利摘要本實用新型公開了一種射頻高功率同軸傳輸線密封水冷結構，包括有圓管狀的外導體和內(nèi)導體，內(nèi)導體在外導體內(nèi)部，內(nèi)導體的兩端分別焊接有內(nèi)導體連接法蘭，外導體的兩端分別焊接有外導體母法蘭和外導體公法蘭，外導體母法蘭和外導體公法蘭分別通過螺釘與外導體過渡段的公法蘭、母法蘭連接，內(nèi)導體的兩端與外導體之間分別設有聚四氟絕緣支撐法蘭，內(nèi)導體公插頭、內(nèi)導體母插頭分別穿過聚四氟絕緣支撐法蘭盤中心孔與內(nèi)導體通過螺栓連接緊固。本實用新型適用于大功率射頻波連續(xù)傳輸，具有能夠傳輸大功率射頻波的能力和密封散熱功能，該結構簡單、方便安裝實施，已應用到大型超導托卡馬克核聚變實驗裝置EAST射頻加熱系統(tǒng)中，起到很好的射頻波傳輸和冷卻效果。
文檔編號H01P3/06GK202797219SQ20122041161
公開日2013年3月13日 申請日期2012年8月20日 優(yōu)先權日2012年8月20日
發(fā)明者袁帥, 毛玉周, 趙燕平 申請人:中國科學院等離子體物理研究所